萃取精馏（精馏干货10 || 萃取精馏）

萃取精馏（Extractive Distillation）是化工工业中最主要的分别办法之一，作为可选择性最高的特别精馏工艺之一，很多人对它的认识并不深入。2021-09-28 小编就带大家懂得一下萃取精馏的根本概念及其运用。

定义

向原料液中参加第三组分（称为萃取剂或溶剂），以转变原有组分间的相对挥发度而得到分别。与恒沸精馏不同的是萃取剂不与原料液中任何组分形成恒沸物。

萃取精馏的操作特色

为增大被分别组分的相对挥发度，应使各板液相均坚持足够的添加剂浓度，当原料和萃取溶剂以必定比例参加塔百思特网内时，必存在某一个最适合的回流比。当不含添加剂的回流过大，非但不能进步馏出液组成，反而会下降塔内添加剂的浓度而使分别变得更为艰苦。同样，当塔顶回流温渡过低或添加剂参加温度较低，都会引起塔内蒸汽部分冷凝而冲淡各板的添加剂浓度。

在设计时，为使精馏段和提馏段的添加剂浓度大致接近，萃取精馏的料液往往以饱和蒸汽的热状态参加塔内。若为泡点加料，精馏段与提馏段的添加剂浓度不同，应应用不同的相平衡数据进行盘算。

萃取精馏中的添加剂参加量一般较多，沸点又高，精馏热能消费中的相当可观部分用于进步添加剂的温度。

萃取精馏装置的典范流程

重要装备是萃取精馏塔。由于溶剂的沸点高于原溶液各组分的沸点，所以它总是从塔釜排出的。为了在塔的绝大部分塔板上均能保持较高的溶剂浓度，溶剂参加口必定要在原料进入口以上。但一般情形下，它又不能从塔顶引入，因为溶(www.isoyu.com原创版权)剂入口以上必需还有若干块塔板，组成溶剂回收段，以便使馏出物从塔顶引出以前能将其中的溶剂浓度降到可疏忽的水平。溶剂与重组分一起自萃取精馏塔底部引出后，送入溶剂回收装置。一般用蒸馏塔将重组分自溶剂中蒸出，并送回萃取精馏塔循环应用。一般，全部流程中溶剂的丧失是不大的，只需添加少量新颖溶剂补偿即可。

例如，从烃类裂解气的碳四馏分分别丁二烯时，由于碳四馏分的各组分间沸点相近及相对挥发度相近的特色，而且丁二烯与正丁烷还能形成共沸物，采取普通的精馏办法是难以将丁二烯与其它组分加以分别的。如果采取萃取精馏的办法，在碳四馏分中参加乙腈做萃取剂，则可增大组分间的相对挥发度，使得用精馏的办法能将沸点相近的丁二烯、丁烷和丁烯分别。碳四馏分经过脱碳三、和碳五馏分后，进入丁二烯萃取剂精馏塔，在萃取剂乙腈的存在下，使丁二烯（包含少量的炔烯）、乙腈与其它组分离开，从塔釜采出并进入解析塔，在此塔中，丁二烯、炔烯从乙腈中解析出来，萃取剂循环应用。丁二烯、炔烯进入炔烯萃取精馏塔，丁二烯从塔顶逸出，经水洗，得到成品丁二烯。

萃取精馏的注意事项

由于参加的萃取剂是大批的（一般请求xs>0.6）,因此百思特网塔内降低液量远大于上升蒸汽量，造成汽液接触不佳，设计时要斟酌塔板及流体动力情形。

由于组分间相对挥发度是借助萃取剂的参加量来调节，当塔顶产品不及格时，不能采取加大回流的方法调节，一般调节办法：①加大萃取剂用量；②减少进料量，同时减少塔顶产品的采出量；

在决议塔径及设计塔板构造时，除了依照蒸汽量盘算外，还应注意液流中有较大批的萃取剂。

萃取剂的选择

萃取精馏的添加剂(又称萃取剂)的选择原则是：①选择性高，即参加少量添加剂就可大幅度增长组分间的相对挥发度；②挥发度小，即具有比料液组分高得多的沸点；③与原料液有足够的互溶度，在塔板上不涌现液体分相现象；④起源充分,价钱廉价,水和某些极性有机化合物是最常用的添加剂。

实用规模

萃取精馏重要用于那些参加添加剂后，因相对挥发度增大所节俭的费用，足以补偿添加剂本身及其回收操作所需费用的场所。萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯等混杂物的分别。目前，萃取精馏比恒沸精馏更普遍地用于醛、酮、有机酸及其他烃类氧化物等的分别。

萃取精馏与恒沸精馏相比拟

①萃取剂比挟带剂易于选择。

②萃取剂在精馏进程中根本上不汽化，萃取精馏的耗能量较恒沸精馏少。

③萃取精馏进程中，萃取剂参加量的变动规模较大，在恒沸精馏中合适的挟带剂量多为必定。所以萃取精馏操作较灵巧，易掌握。

④萃取精馏不宜采取间歇操作，而恒沸精馏可以采取间歇操作方法。

⑤恒沸精馏操作温度较萃取精馏低，所以恒沸精馏实用于分别热敏性溶液。

萃取精馏在实际中的运用

化学及石油化工等范畴中，萃取精馏重要用于两个方面：一是沸点相近的烃的分别，如最典范的丁烯与丁二烯的分别，两者沸点相差只有2℃，相对挥发度为1.03；二是共沸物的分别，如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。

萃取精馏的长处是增长了被分别组分之间的相对挥发度，使难分别物系的分别能够进行；缺陷是参加的萃取剂量较大，增大了分别进程的能耗。因此，对萃取精馏进行改良，对强化分别进程具有主要意义。

①芳烃分别进程

在芳烃回收方面，液液萃取技巧已经有很长的应用历史，液液萃取技巧基于组分的极性，来影响组分间的分别，而对于沸点的影响较小。因为受到溶剂选择的限制，对于较宽沸点混杂料的分别，采取萃取精馏很难实现，早先它只能对窄沸点物料应用，如采取N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰吗啉作为溶剂进行的C6和C7物料的分别进程。

然而，随着萃取精馏技巧的发展，采取混杂溶剂进行的萃取精馏解决了以上问题。美国GTC技巧公司的GT-BTX技巧具体体现了现代萃取精馏技巧在混杂芳烃(苯、甲苯、二甲苯)分别进程中的运用。

与传统混杂芳烃分别进程相比，GT-BTX工艺具有投资成本低、所需装备单元数少、溶剂性能优良、产品被污染的风险小、产品回收率高、纯度高，同时能量消费低、操作弹性大。经过工业化(120万t/a)技巧经济指标的考察，苯和甲苯的纯度分离到达99.995%和99.99%。总芳烃回收率高于99.19%，溶剂中抽余液和萃取液的质量分数小于10-6，每千克进料的能量消费为798kJ。

②催化裂化汽油的脱硫

催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%～60%(质量分数)是噻吩及其烷基衍生物，其余为硫醇及其他硫化物。在催化裂化条件下噻吩化合物稳固性较强，国外公司广泛采取加氢脱硫办法，为了进一步下降汽油中的硫含量，目前采用的办法是进步加氢处置才能。加氢有利于进行燃料中脱硫处置，但是它存在运行费用高、深度加氢将下降汽油辛烷值等缺陷。

依据油品所含硫化物的特色，目前广泛采取催化氧化、络合法、催化吸附、生物法、溶剂萃取和碱洗法等进行油品中硫化物脱除。在这些办法中，萃取精馏技巧具有其自身优势，在处置FCC汽油时，该工艺技巧采取一种可以转变进料中非芳烃组分(含烯烃)和噻吩化合物相对挥发度的溶剂，在萃取噻吩化合物的同时，也萃取其他芳烃硫化物(由于这些化合物的强极性)，而不含烯烃的组分进入加氢体系进行处置。采取萃取精馏和碱洗法，具有无辛烷值丧失、加氢负荷低、可处置较宽规模硫含量的裂解料、操作弹性大的特色。

通过在加氢前参加萃取精馏，解决了传统工艺中存在的问题，芳烃中的噻吩硫化物被高选择性的溶剂萃取，减少了抽余液中的烯烃含量，低硫、高烯烃的抽余液可以直接与含1010-6噻吩硫的汽油掺混。而高含量的硫醇在进料或抽余液中可以采取传统的碱洗方法进行处置，这样总的硫含量很容易下降到(5～110)10-6，同时不用下降辛烷值。

③裂解汽油回收和苯乙烯提纯

裂解汽油副产品中含有丰硕的石油化工化合物，如果对其进行提纯并加以充足应用，将发生相当大的经济效益。由于这些组分沸点接近，形成了络合物，采取传统分别办法很难将其分别。而萃取精馏技巧的发展为其供给了可能，萃取精馏技巧通常用于从裂解汽油的轻组分中提纯丁二烯和异戊二烯，实际上也可以用于从C8料中有效分别苯乙烯。

传统的裂解进程存在一个加氢工艺步骤，该步骤中一方面存在结焦问题，同时，反响也须要大批的氢源。近年研讨表明，苯乙烯是结焦的根源之一，下降苯乙烯含量是解决结焦较好的办法。

采取混杂溶剂进行的萃取精馏技百思特网术，可以以较小的成本实现苯乙烯的提取，因此，萃取精馏技巧运用一方面使得苯乙烯从燃料产品转化为石化产品，价值得到晋升。另外，加氢处置氢消费减少，结焦问题得到解决。